Dans le cadre du projet intitulé « Analyse de micropolluants prioritaires et émergents dans les rejets et les eaux superficielles » (Amperes), des études ont été conduites sur 21 stations d’épuration (STEP) afin d’estimer la composition en substances pharmaceutiques des eaux usées et traitées et, ainsi, d’évaluer leur présence et leur dégradation en fonction des traitements. Des méthodologies performantes et fiables utilisant l’extraction en phase solide (SPE) associée à la chromatographie en phase liquide couplée à la spectrométrie de masse en tandem (LC/MS/MS) ont été développées pour l’analyse de 38 substances dans des matrices complexes. Grâce à ces méthodologies, les phases dissolute et particulaire, ainsi que les boues ont pu être analysées. Les substances pharmaceutiques sont détectées en moyenne dans 83 % des cas en entrée de STEP, avec des concentrations totales moyennes faibles, en majorité inférieures au μg/L, sauf pour certaines substances largement utilisées dans la vie courante comme le paracétamol (179 μg/L), l’aspirine (129 μg/L), la théophylline (14 μg/L), l’ibuprofène (11 μg/L) et la caféine (4 μg/L). En sortie de STEP, les substances pharmaceutiques sont détectées en moyenne dans 70 % des cas, avec des concentrations totales moyennes généralement inférieures au dixième de μg/L. Toutes les substances détectées sont relativement bien éliminées dans les STEP par les traitements secondaires étudiés. Des rendements d’élimination supérieurs à 70 % ont été mesurés sur les files eau des filières biologiques pour la caféine et la théophylline, les anti-inflammatoires (paracétamol, aspirine, ibuprofène) et les hormones. Les rendements d’élimination restent dans la gamme intermédiaire (30-70 %) pour les deux antibiotiques recherchés (sulfaméthoxazole, roxithromycine) et trois bêtabloquants (oxprénolol, propranolol, sotalol) et restent stables. Cependant, ces substances sont éliminées considérablement lors des traitements tertiaires, tels que la filtration sur charbon actif, l’osmose inverse et l’ozonation. Les valeurs de concentration des substances pharmaceutiques dans les boues sont faibles, elles sont de l’ordre de la centaine de ng/g de masse sèche (MS). Les bilans de matières montrent que le phénomène prépon dérant pour les substances pharmaceutiques n’est pas l’accumulation dans les boues, mais la dégradation. L’intérêt de cette étude a été :

• de développer des méthodologies robustes et fiables, tout en étant performantes en termes de limite de quantification, applicables à un suivi des stations d’épuration et ce quel que soit le type de matrices;

• de faire l’inventaire de la composition des rejets des substances pharmaceutiques selon le type de procédé de traitement utilisé.

Within the framework of the Amperes project, studies were conducted on 21 French wastewater treatment plants (WWTPs) in order to measure the composition of raw and treated wastewaters regarding pharmaceutical substances and to estimate to what extent they are eliminated depending on which treatment is applied. A powerful methodology using Solid Phase Extraction and liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry has been developed for the analysis of these substances in complex matrices. Thanks to this methodology, aqueous and particulate phases as well as sludges were analysed. Pharmaceutical substances are quantified in 83 % of the WWTP influents, with total mean concentrations generally below one μg/L, except for some largely used compounds that are not subject to regulation or to restriction such as paracetamol (179 μg/L), aspirin (129 μg/L), theophylline (14 μg/L), ibuprofen (11 μg/L) and caffeine (4 μg/L). In WWTP effluents, pharmaceutical substances are quantified in 70 % of cases, with total concentrations generally below 0,1 μg/L. In general, all quantified substances are shown to be efficiently removed in WWTPs with secondary treatments. Elimination rates higher than 70 % were calculated for water lines of biological processes for caffeine, theophylline, paracetamol, aspirin, ibuprofen and hormones. Elimination rates of antibiotics (sulfamethoxazole and roxitromycine) and of three betablokers (oxprenolol, prapranolol, sotalol) are in the range of 30- 70 % and remain stable along the treatments; they are not efficiently removed unless specific tertiary treatments are used, such as activated carbon filtration, reverse osmosis and ozonation. Concentrations of pharmaceutical substances in sludges are low, about hundreds of ng/g dry weight. The mass balances show that the dominant phenomenon for pharmaceutical substances is not the accumulation in sludge but their degradation. The main interest of this work was:

• to develop a robust and reliable methodology, that is efficient in terms of quantification limits applicable to the monitoring of WWTPs, independently from the type of matrices;

• to make an inventory of the emission of pharmaceutical substances according to the type of treatment process.